JP2004027951A

JP2004027951A - 車両用エンジンの燃料供給装置

Info

Publication number: JP2004027951A
Application number: JP2002184764A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Okuma; 大隈　重男
Original assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 2002-06-25
Filing date: 2002-06-25
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】燃料ポンプの吐出量をフィードバック制御することで燃圧を目標燃圧に調整する構成の燃料供給装置において、燃圧センサが故障しても排気性状・運転性が大きく悪化することがないようにする。
【解決手段】燃圧センサが正常であるときには、燃圧センサで検出される実際の燃圧が目標燃圧に一致するように、燃料ポンプの印加電圧（吐出量）をフィードバック制御する。一方、燃圧センサが故障したときには、吸入空気量に比例する印加電圧を設定して、該印加電圧に基づいて燃料ポンプをフィードフォワード制御する。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料ポンプの吐出量を制御することで、エンジンに供給される燃料の圧力を調整する構成の車両用エンジンの燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンに供給される燃料の圧力を燃圧センサで検出し、該検出結果が目標圧力になるように、燃料ポンプの吐出量をフィードバック制御する構成の車両用エンジンの燃料供給装置が知られている（特開平７−２９３３９７号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記フィードバック制御を行う燃料供給装置においては、燃圧センサが故障すると、実際の燃圧を目標に一致させることができなくなり、例えば吐出量を固定すると、目標燃圧と大幅に異なる燃圧に制御されることで、燃料噴射弁の開弁時間で制御される燃料噴射量が要求値とは大きく異なるようになって、排気性状や運転性を悪化させることになってしまう。
【０００４】
一方、燃圧センサが故障しても、自走可能な状態を保持したいという要求があった。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、燃圧センサが故障しても自走可能で、然も、排気性状や運転性を大きく悪化させることがない、車両用エンジンの燃料供給装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１記載の発明では、燃圧センサの故障時に、エンジン運転条件に応じて燃料ポンプの吐出量をフィードフォワード制御する構成とした。
上記構成によると、燃圧センサが故障し、燃圧フィードバック制御が不能になると、エンジン運転条件に応じたフィードフォワード制御に移行させる。
【０００６】
従って、燃圧センサが故障しても、燃料ポンプによる燃料供給を継続して自走を可能にしつつ、エンジン運転条件に応じたフィードフォワード制御によって噴射量を要求量付近に制御することが可能になり、排気性状や運転性が大きく悪化することを防止できる。
請求項２記載の発明では、前記エンジン運転条件としてのエンジン負荷に応じて燃料ポンプの吐出量をフィードフォワード制御する構成とした。
【０００７】
上記構成によると、燃圧センサが故障すると、そのときのエンジン負荷に応じて燃料ポンプの吐出量をフィードフォワード制御する。
従って、エンジンに対する要求噴射量に相関するエンジン負荷に応じて吐出量が制御され、燃圧センサの故障時であっても、噴射量を要求量付近に制御することができる。
【０００８】
請求項３記載の発明では、エンジン運転条件としてのエンジンの吸入空気量に応じて燃料ポンプの吐出量をフィードフォワード制御する構成とした。
上記構成によると、エンジン吸入空気量に対する噴射量の制御によって空燃比が調整されるから、吸入空気量は要求噴射量に相関し、吸入空気量に応じて吐出量をフィードフォワード制御することで、要求噴射量に応じて吐出量がフィードフォワード制御されることになる。
【０００９】
従って、燃圧センサの故障時であっても、噴射量を要求量付近に精度良く制御することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、実施の形態における車両用エンジンの燃料供給装置のシステム概略図である。
この図１において、燃料タンク１には、電動式の燃料ポンプ２が内設され、該燃料ポンプ２の吐出口に一端が接続される燃料供給管３の他端は、エンジン４のシリンダヘッド付近にシリンダ列方向に沿って固定される燃料ギャラリーパイプ５に接続され、前記燃料ポンプ２により燃料タンク１から吸い込まれた燃料が、前記燃料ギャラリーパイプ５に圧送される。
【００１１】
前記燃料ギャラリーパイプ５には、エンジン４の気筒毎（本実施形態では４気筒）に設けられる燃料噴射弁６ａ〜６ｄが接続され、該燃料噴射弁６ａ〜６ｄによって各気筒に対して個別に燃料が供給される。
前記燃料ポンプ２の印加電圧（吐出量）、前記燃料噴射弁６ａ〜６ｄの噴射時期・噴射量は、マイクロコンピュータを内蔵するエンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵと略す）７によって制御される。
【００１２】
前記ＥＣＵ７には、各種センサからの検出信号が入力され、これらの検出信号に基づく演算処理によって、前記燃料ポンプ２の印加電圧（吐出量）を制御する電圧制御信号、及び、各燃料噴射弁６ａ〜６ｄの噴射時期・噴射量を制御する噴射パルス信号を出力する。
前記各種センサとしては、前記燃料ギャラリーパイプ５において燃料噴射弁６ａ〜６ｄに供給される燃料の圧力Ｐを検出する燃圧センサ１１、エンジン４の冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ１２、エンジン４の吸入空気流量Ｑを検出するエアフローメータ１３、エンジン４の回転速度Ｎｅを検出する回転センサ１４などが設けられる。
【００１３】
更に、前記ＥＣＵ７には、スタートスイッチ１５のＯＮ・ＯＦＦ信号が入力される。
ここで、前記ＥＣＵ７による燃料ポンプ２の制御を、図２のフローチャートに従って説明する。
図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１では、上記各種センサ及びスイッチで検出される運転条件の読み込みを行う。
【００１４】
ステップＳ２では、前記燃圧センサ１１の故障診断を行う。
前記故障診断は、燃料ポンプ２の駆動電圧が所定範囲内であるときに、燃圧センサ１１の出力（電圧）が、下限値を下回るとき、又は、上限値を上回る場合に、燃圧センサ１１の故障を判定する。
但し、燃圧センサ１１の故障診断を上記構成のものに限定するものではなく、公知の全ての故障診断を適用できる。
【００１５】
ステップＳ３では、燃圧センサ１１の故障が判定されているか否かを判別する。
そして、燃圧センサ１１が正常であれば、ステップＳ４へ進み、燃圧センサ１１を用いた通常の燃圧フィードバック制御を行う。
前記フィードバック制御においては、例えば始動直後の所定時間内と、該所定時間経過後とに判別し、始動直後においては温度条件に応じて目標燃圧を設定する一方、前記所定時間経過後は、エンジン負荷及びエンジン回転速度に基づいて目標燃圧を設定する。
【００１６】
そして、前記燃圧センサ１１で検出される実際の燃圧が、前記目標燃圧に一致するように、燃料ポンプ２の印加電圧をフィードバック制御する。
尚、燃料ポンプ２は印加電圧に比例して吐出量が変化するポンプであり、前記フィードバック制御によって、目標燃圧が得られる吐出量にフィードバック制御されることになる。
【００１７】
一方、ステップＳ３で、燃圧センサ１１の故障が判定されていると判断されたときには、ステップＳ５へ進む。
ステップＳ５では、燃圧センサ１１の信号を用いないで、燃料ポンプ２の吐出量をフィードフォワード制御する。
具体的には、図３に示すように、エアフローメータ１３で検出される吸入空気量と予め記憶された係数Ｋ１とから、ポンプ印加電圧を算出する。
【００１８】
ポンプ印加電圧＝吸入空気量×Ｋ１
前記係数Ｋ１は、目標空燃比，配管圧損，燃料噴射弁６ａ〜６ｄの噴射量ばらつきを考慮して設定される。また、吸入空気量は、エアフローメータ１３の検出結果を平滑化処理した値を用いると良い。
目標空燃比が一定の場合には、吸入空気量が要求燃料量に比例するから、上式で算出されるポンプ印加電圧は、要求噴射量に相関して算出されることになり、エンジンに供給される燃料分を補給するように燃料ポンプ２の吐出量が制御される。
【００１９】
従って、燃圧センサ１１の故障後も目標燃圧付近に保持させることができ、燃料噴射弁６ａ〜６ｄの開弁時間を制御することによって所望の燃料を噴射させることができ、排気性状・運転性の悪化を抑制できる。
前記吸入空気量に基づくポンプ印加電圧は、通常よりも吐出量が多め（例えば１．２倍程度）なるように設定すると良い。
【００２０】
また、目標空燃比が変化する場合には、係数Ｋ２を用いて、
ポンプ印加電圧＝目標燃空比×吸入空気量×Ｋ２
とすることで、空燃比の変化による要求燃料量の変化に対応することができる。
尚、図３に示す例では、演算によってポンプ印加電圧を求めるようにしたが、図４に示すように、予め吸入空気量毎に適正なポンプ印加電圧を記憶したテーブルを設定しておき、該テーブルからそのときの吸入空気量に対応するポンプ印加電圧を検索する構成としても良い。
【００２１】
更に、上記実施形態では、吸入空気量に基づいてポンプ印加電圧を設定する構成としたが、エンジン負荷を代表するパラメータであれば良く、例えば吸気負圧やスロットル開度、更には、燃料噴射弁６ａ〜６ｄの噴射パルス幅などに基づいてポンプ印加電圧を設定する構成とすることができる。
また、エンジン負荷及びエンジン回転速度から、ポンプ印加電圧を設定する構成とすることができる。
【００２２】
また、吸入空気量等のエンジン負荷に応じて設定される印加電圧での燃料ポンプ２の吐出量が過大（過小）であると、噴射量が過大（過小）になって空燃比がリッチ化（リーン化）するので、空燃比フィードバック制御の結果から、印加電圧の過不足を判断して、印加電圧を修正させることができる。
更に、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。
（イ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両用エンジンの燃料供給装置において、
前記燃料ポンプが印加電圧に比例して吐出量が変化する電動式ポンプであり、エンジン運転条件に応じて、前記燃料ポンプの印加電圧を設定することを特徴とする車両用エンジンの燃料供給装置。
【００２３】
上記構成によると、燃圧センサの故障時に、電動式燃料ポンプの印加電圧をエンジン運転条件に応じて設定し、該印加電圧でポンプを駆動させる。
従って、燃圧センサの故障時に、適正な印加電圧によって適正な吐出量に保持でき、排気性状や運転性が大きく悪化することを防止できる。
（ロ）請求項３記載の車両用エンジンの燃料供給装置において、
前記燃料ポンプの吐出量を、吸入空気量と目標空燃比とに基づいて設定することを特徴とする車両用エンジンの燃料供給装置。
【００２４】
上記構成によると、目標空燃比の変化による要求噴射量の変化に応じて、燃料ポンプの吐出量が変更されることになる。
従って、燃料ポンプの吐出量を、目標空燃比の変化に対応して適正に変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態における車両用エンジンの燃料供給装置のシステム構成図。
【図２】実施の形態における燃料ポンプ制御を示すフローチャート。
【図３】実施の形態における燃圧センサ故障時の燃料ポンプ制御を示すフローチャート。
【図４】実施の形態における燃圧センサ故障時の燃料ポンプ制御を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…燃料タンク、２…燃料ポンプ、３…燃料供給管、４…エンジン、５…燃料ギャラリーパイプ、６ａ〜６ｄ…燃料噴射弁、７…エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）、１１…燃圧センサ、１２…水温センサ、１３…エアフローメータ、１４…回転センサ

Claims

エンジンに供給される燃料の圧力を燃圧センサで検出し、該燃圧センサで検出される燃料圧力が目標圧力になるように、燃料ポンプの吐出量を制御する構成の車両用エンジンの燃料供給装置であって、
前記燃圧センサの故障時に、エンジン運転条件に応じて前記燃料ポンプの吐出量をフィードフォワード制御することを特徴とする車両用エンジンの燃料供給装置。
前記エンジン運転条件としてのエンジン負荷に応じて前記燃料ポンプの吐出量をフィードフォワード制御することを特徴とする請求項１記載の車両用エンジンの燃料供給装置。
前記エンジン運転条件としてのエンジンの吸入空気量に応じて前記燃料ポンプの吐出量をフィードフォワード制御することを特徴とする請求項１記載の車両用エンジンの燃料供給装置。